Laserlõikamine on termilise töötlemise tehnoloogia, mis põhineb täpsel eraldamisel, mis saavutatakse suure-energiaga laserkiire ja materjalide koosmõjul. Selle põhiprintsiip seisneb valguse ja soojusenergia kontrollitud muundamises, mis põhjustab töödeldava detaili lokaalse materjali kiire sulamise, aurustumise või süttimispunkti saavutamise. Abigaasivoolu abil eemaldatakse sula või aurustunud materjal, moodustades nii pideva ja puhta lõhe. See tehnoloogia ühendab teadmisi mitmelt erialalt, nagu optika, termodünaamika, materjaliteadus ja automaatjuhtimine, võimaldades nii metalliliste kui ka mittemetalliliste materjalide -täpset ja kiiret{5}}lõikamist.
Laseri genereerimine tuleneb stimuleeritud emissiooni põhimõttest. Laseri puhul läbib töökeskkond (nagu optiline kiud, gaas CO₂ või tahke kristall) pumbaallika ergastamisel populatsiooni inversiooni, moodustades võimenduspiirkonna. Kui footonid levivad resonantsõõnsuses edasi-tagasi ja kutsuvad esile rohkemate sama sageduse, faasi ja suunaga footonite emissiooni, genereeritakse suure-heledusega, suure suunaga ja väga koherentne laserkiir. Pärast optilise süsteemiga vormimist ja fokuseerimist saab laserkiire kokku suruda kümnete kuni sadade mikromeetrite läbimõõduga ülipeeneks täpiks, luues nii ülikõrge energiatiheduse tooriku pinnale.
Lõikamise käigus projitseeritakse fokuseeritud laserkiir vertikaalselt või kaldu materjali pinnale. Valgusenergia muundatakse kiiresti soojusenergiaks, mille tulemusena tõuseb kahjustatud piirkonna temperatuur väga lühikese aja jooksul materjali sulamistemperatuurini või isegi keemistemperatuurini. Nendes tingimustes metallmaterjal sulab või aurustub ning mõned materjalid läbivad ka keemilisi reaktsioone abigaasiga (nt süsinikterase eksotermiline oksüdatsioon hapniku atmosfääris), suurendades veelgi energiasisendit. Abigaas (tavaliselt hapnik, lämmastik või suruõhk) väljutatakse suurel kiirusel läbi koaksiaaldüüsi. Sellel on kaks eesmärki: esiteks puhub see sulanud või aurustunud materjali soonest minema, vältides räbu uuesti-kondenseerumist lõikekohas; teiseks annab see oksüdeeriva gaasi keskkonnas täiendavat keemilist energiat, suurendades lõikamiskiirust.
Lõikamise kvaliteet ja efektiivsus sõltuvad laseri võimsuse, kiire kvaliteedi, fookuspunkti asukoha, lõikekiiruse ning abigaasi tüübi ja rõhu koordineeritud sobitamisest. Võimsus määrab kogu energiasisendi ajaühiku kohta, kiirus aga mõjutab energia interaktsiooni kestust materjaliga; mõlemad juhivad ühiselt soone soojussisendit. Fookuspunkti asend mõjutab laigu suurust ja energiatiheduse jaotust, määrates seega lõike läbitungimise ja ristlõike morfoloogia. Abigaasi impulss eemaldab räbu ja moodustab kaitsva atmosfääri, vältides oksüdeerumist, värvimuutust või lõigatud saastumist.
Kogu töötlemist juhib täpselt CNC-süsteem, mis juhib täpselt laserpea trajektoori ja protsessi parameetreid, saavutades keerukate kahe-- või kolme{2}}mõõtmeliste kontuuride-täpse jälgimise. Kaasaegsed laserlõikamisseadmed võivad sisaldada ka andureid, mis jälgivad fookuspunkti nihet, võimsuse kõikumisi ja gaasirõhu muutusi reaalajas, kasutades suletud-ahela juhtimist õigeaegseks korrigeerimiseks ja partiitöötluse järjepidevuse tagamiseks.
Kokkuvõttes põhineb laserlõikamise tööpõhimõte suure-energiatihedusega-laserkiirel kui peamise liikumapaneva jõuna. Tänu valguse, soojuse ja jõu mitmevälja sidumisele saavutab see kiire ja lokaliseeritud materjali eemaldamise ning teostab intelligentse juhtimise all suure-täpse vormimise. See põhimõte annab laserlõikamisele materjali laialdase kohandatavuse ja suurepärase töötlemise paindlikkuse, muutes selle asendamatuks tipptasemel-tootmises, täppisinstrumentides ja suuremahulises-kohandatud tootmises.
